Преобразователь угла поворота вала в код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Севетскнк

Соцнвйнстнческни

Республик

{11) 963040 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.04.81 (21) 3267746/18-24

Р М К„з

G 08 С 9/06 с присоединением заявкн Йо

Государстаеиим!! комитет

СССР

IIo 4oJIoM изобретеиии и открытий (23) Приоритет

153) УДК 681. 325 (088.8) Опубликовано 30.09.82.Бюллетень Йо 36

Дата опубликования описания 30.09.82 (72) Авторы изобретения

Э.А.Барановский, В.Д.Лебедев, Б.Е.Морщихин и К.Е Чуприн ь

1 (7! ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА BAJ!A

В КОД

Изобретение относится к системам автоматического преобразования перемещений в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.

Известен фотоэлектрический преобразователь перемещений в код, содержащий кодовую шкалу, связанную с объектом перемещения, и неподвижно закрепленные считывающие фотоприемники, соединенные с блоком преобразования кода (11.

Недостатками такого преобразователя является сравнительно низкая точность преобразования, зависящая от погрешностей, допускаемых при сборке преобразователя, и погрешностей изготовления основы кодовой шкалы.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий и-разрядную кодовую шкалу, фотоприемник и компаратор nepsoro разряда, последовательно соединенные фотоприемник и компаратор по два иа каждый последую-. щий разряд кодовой шкалы. Выходы компараторов всех разрядов подключены к преобразователю двоично-сдвинуто- . го кода в арифметический. Выходы 3О компараторов первого и второго разрядов подключены, кроме того, ко входам сумматора по модулю два, содержащего элемент ИЛИ и триггер со счетным входом (2).

Однако у известного преобразователя недостаточная точность преобразования вследствие значительного диапазона изменения токов фотоприемника первого разряда, обусловленного погрешностью изготовления основы кодовой шкалы и допускаемых при сборке погрешностей ее установки.

Цель изобретения — повькаение точности преобразователя угла поворота вала в код.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код,. содержащий п-разрядную кодовую шкалу, основной фотоприемник и компаратор первого разряда, последовательно соединенные фотоприемники и компараторы последующих старших разрядов, сгруппированные по два для каждого разряда, выход компаратора первого разряда соединен с первыми входами сумматора по модулю два и блока преобразования кода, вторые и третьи входы которы» соединены с выходами лервого и вто3 963040 рого компараторов второго разряда соответственно, четвертый вход блока преобразования кода соединен с выходом компараторов последующих старших разрядов, введены сумматор и дополнительный фотоприемник перво- 5 го разряда, сдвинутый относительно основного фотоприемника первого разряда на 180, выходы основного и дополнительного фотоприемников первого разряда подключены ко вхо- 10 дам сумматора, выход которого соединен со входом компаратора первого разряда °

На фиг. 1 представлена стРУктУР- . ная схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 — кривые зависимостей напряжений сигналов основного, дополнительного фотоприемников первого разряда,, сумматора и компаратора от угла поворота оси преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит и-Разрядную кодовую шкалу 1, выполненную в виде стеклянного диска, разделенного на и концентрических кодовых дорожек о прозрачными и непрозрачными для лучистого потока сегментами, число которых возрастает по двоичному закону от середины диска к краю, основ-30 ной фотоприемник 2 и компаратор 3 первого разряда, фотоприемник 4 и компаратор 5 второго разряда, ° фотоприемник 6 и компаратор 7 второго разряда, фотоприемники 8 и компа- 35 раторы 9 по два на каждый последую.щий разряд, причем укаэанные фотоприемники расположены таким образом, чтобы обеспечить Ч -способ считывания информации, блок 10 преоб-40 раэования кода, сумматор 11 по моду- лю два, содержащий полусумматоры 12 и 13, дополнительный фотоприемник

14 первого разряда, сдвинутый по положению относительно основного фо- 45 топриемника первого разряда на 180 и сумматор 15.

Преобразователь работает следующим образом.

При произвольном угловом положении вала преобразователя фотоприемники 2, 4, 6, 8 и 14 считывают инФормацию. На сумматоре 15 производится сложение сигналов основного 2 и сдвинутого относительно него по положению на 180 дополнительного 14 фотоприемников первого разряда. Выходные сигналы с сумматора 15 и фотоприемников 4, 6.и 8 после прохождения соответствующих компараторов 3, Х, 7 и 9 преобразуются в цифровую 60 форму и поступают на входы блока 10 преобразования двоично-сдвинутого кода в арифметический. На его выходах формируются И разрядов преобразователя. Одновременно выходные сигналы компараторов первого 3 и вторых 5 и 7 разрядов подаются на два входа полусумматора 12 и на свободный вход последовательно с ним соединенного полусумматора 13. На пополусумматорах 2 и 13 производится сложение этих сигналов по модулю два а на выходе полусумматора 13 формируется значение разряда весом 2 выходного двоичного кода, К первому разряду предъявляются высокие требования по постоянству симметричности выходного сигнала от угла поворота кодовой шкалы преобразователя.

Первый разряд участвует в формировании дополнительного и всех остальных разрядов, и даже незначительное его отклонение от симметричности может привести к сбоям в Работе преобразователя. На формирование дополнительного разряда особенно сильно влияют погрешности изготовления основы кодовой шкалы и допускаемые при сборке преобразователя погрешности ее установки. Указанные погрешности влияют на амплитуду и фазу сигналов с фотоприемников (фиг. 2, а и б).

Установка при настройке преобра- . зователя постоянного порога срабатывания компаратора вызвала бы сбой первого разряда.

Введение дополнительного фотоприемника первого разряда (фиг.2, в и r) и сумматора позволяют получить сигнал, поступающий на вход компаратора первого разряда, без амплитудных и фазовых искажений при любом угловом положении вала преобразователя (фиг. 2 д и е), тем самым обеспечивается симметричность сигнала с компаратора первого разряда (фиг. 2, ж и э), Таким образом, введение в преобразователь дополнительного фотоприемника первого разряда, сдвинутого относительно основного на 180". по положению, и сумматора, входами которого являются выходы фотоприемников первого разряда, а выходомвход компаратора первого разряда, позволяет устранить амплитудные и фазовые искажения первого разряда преобразователя и тем самым получить симметричные первый и дополнительный разряды, значительно меньше зависящие от погрешности,изготовления основы кодовой шкалы и допускаемые при сборке погрешностей ее установки °

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен отмеченными выше техническими преимуществами.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий И-разрядную кодовую шкалу, основной фотоприемник

963040 и2. и компаратор первого разряда, пос,ледовательно соединенные фотоприемники и компараторы последующих стар ших разрядов, сгруппированные по два для каждого разряда, выход компаратора первого разряда соединен с первыми входами сумматора по мо дулю два и блока преобразования ко да, вторые и третьи входы которых соединены с выходами первого и второго компараторов. второго разряда соответственно, четвертый вход блока

° преобразования кода соединен с выходом компараторов последующих старших разрядов,.о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения . точности преобразователя, в него введены сумматор и дополнительный фотоприемник первого разряда, сдвинутый относительно основного фотоприемника первого разряда ыа 180, выходы основного и дополнительного фотоприемников первого разряда подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом компаратора первого разряда.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

Р 643941, кл. G 08 С 9/06, 1979 °

2. Авторское свидетельство СССР

15 Р 622138, кл. G 08 С 9/00, 1978 (прототип).

ИфаК

Составитель В. Рыгалин

Редактор A. Фролова ТехредМ.Рейвес Корректор Н. Король

Заказ 7521/74 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4